Kas ir līniju spektrs?

Kad balta gaisma iziet cauri difrakcijas režģim, parādās nepārtraukts gaismas spektrs. Difrakcijas režģis ir atdalījis gaismu dažādos viļņu garumos, sākot no violetas līdz sarkanai, redzamajā diapazonā. Šo nepārtraukto spektru izdala kvēlspuldzes cietas vielas, šķidrumi un gāzes zem augsta spiediena. Divi pazīstamākie piemēri ir balta gaisma caur prizmu un caur ūdens pilieniem, kas veido varavīksni.

Ir divu veidu līniju spektrs: emisijas spektrs un absorbcijas spektrs. Pirmo sauc arī par spilgtu līniju spektru, un tas sastāv no dažām spilgtas krāsas līnijām uz tumša fona. Katra līnija apzīmē unikālu viļņa garumu, un visa lieta ir unikāla šim konkrētajam elementam. Šīs līnijas izplūst, kad zema spiediena gāze nonāk saskarē ar elektrisko izlādi.

Tumšo līniju spektrs jeb absorbcijas spektrs ir tieši pretējs — spilgto līniju vietā katrā viļņa garumā uz tumša fona absorbcijas spektrā ir tumšas līnijas atbilstošajos viļņu garumos uz nepārtraukta fona. Šis rezultāts ir galvenais absorbcijas spektroskopijas fokuss, un tas tiek izveidots, izlaižot gaismu caur analizējamā elementa gāzi.

Fiziķis Nīls Bors 1913. gadā iepazīstināja ar savu ideju par to, kāpēc atomu spektram ir tādas īpašības un īpašības, kādas tam piemīt. Lai to izdarītu, Bors teorētiski izstrādāja savu atoma modeli, ko tagad sauc par Bora modeli. Tas pieņem, ka elektroni var pastāvēt tikai diskrētās orbītās ap kodolu un ka tikai noteiktas orbītas ir stabilas, kas nozīmē, ka elektrons neizstaro starojumu. Tomēr starojums tiek izstarots, kad elektrons pārvietojas no augstākas enerģijas orbītas uz zemāku orbītu.

Spektroskopija ir šo parādību analīze, izmantojot iekārtu, ko sauc par spektroskopu. Neviens no diviem elementiem neizstaro un neuzņem tieši tādu pašu līniju spektru, tāpēc šos novērojumus var izmantot, lai noteiktu elementus paraugā. Rezultātā astronomi ir sākuši vērst savus spektroskopus uz zvaigznēm, mēģinot noteikt to sastāvu un jebkura starpzvaigžņu vidi starp konkrētu zvaigzni un Zemi.